أظهرت دراسة حديثة أجراها المعهد الدولي لتحليل النظم التطبيقية (IIASA) أن أنظمة الري الكهروضوئية الشمسية المستقلة قادرة على تلبية أكثر من ثلث احتياجات المحاصيل من المياه في المزارع الصغيرة في أفريقيا. ويمكن لاستدامة الري الشمسي في المزارع الصغيرة جنوب الصحراء الكبرى أن تُخفف بشكل كبير من التحديات التي يواجهها صغار المزارعين، الذين يُشكلون 80% من الإنتاج الزراعي في المنطقة. وتُشدد الدراسة على أهمية إدارة موارد الأراضي والمياه بفعالية لضمان استدامة هذه الأنظمة على المدى الطويل. ويُحسّن إطار عمل النمذجة مفتوح المصدر من مصداقية هذه الأنظمة وفعاليتها، مما يُرشد المستثمرين من القطاعين العام والخاص إلى حلول ثورية.
كشفت دراسة حديثة أن أنظمة الريّ الكهروضوئية الشمسية المستقلة تتمتع بإمكانيات هائلة في تلبية أكثر من ثلث احتياجات المحاصيل من المياه في المزارع الصغيرة في أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى. تشكل ما يصل إلى 80٪ من الإنتاج الزراعيومع ذلك، فإنهم يواجهون عقبات كبيرة تمنعهم من تعظيم إنتاجية مزارعهم، مما يؤدي إلى فجوة كبيرة في العائد.
السبب الرئيسي لانخفاض الإنتاجية وانعدام الأمن الغذائي في أفريقيا هو انتشار الزراعة البعلية، التي تُمثل 90% من إجمالي الأراضي الزراعية. تتأثر هذه الطريقة بأنماط هطول الأمطار غير المتوقعة وغير المنتظمة. إضافةً إلى ذلك، يُفاقم ضعف الميكنة الوضع. وقد تفاقمت مشكلة الفقر المزمن بسبب المجاعات الدورية التي تُهدد فرص التنمية المحلية.
مجموعة من الباحثين الدوليين، بقيادة IIASAوقد أجرت مؤخرًا دراسة في إطار مشروع البحث الطاقة المتجددة للزراعة الأفريقية (RE4AFAGRI). لقد نجحت في إنشاء إطار عمل مبتكر للنمذجة مفتوحة المصدريستخدم هذا الإطار مجموعة واسعة من مجموعات البيانات، بما في ذلك تلك المتعلقة بالزراعة والمياه والطاقة والنفقات والبنية التحتية.
وكان الإطار تستخدم لحساب متطلبات الري المحددة في المناطق المحلية، وتقييم الأبعاد والتكاليف المثلى للعناصر التكنولوجية الحيوية، مثل مضخات المياه، ووحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية، والبطاريات، وأنظمة الري. لقد تم فحصها بدقة الإمكانات الاقتصادية والآثار طويلة الأمد على التنمية المستدامة الناتجة عن اعتماد المضخات الشمسية. ويهدف هذا المشروع إلى توفير ريّ بالطاقة الشمسية للمزارع الأفريقية جنوب الصحراء الكبرى.
جياكومو فالتشيتا باحث في مجموعة أبحاث التقييم المتكامل وتغير المناخ التابعة لبرنامج الطاقة والمناخ والبيئة التابع للمعهد الدولي لتحليل النظم التطبيقية، وهو المؤلف الرئيسي للدراسة. يوضح قائلاً: "نحن نقدر أن متوسط متطلبات الاستثمار المخصوم يبلغ 3 مليارات دولار أميركي سنوياً، مما يولد أرباحاً محتملة تتجاوز 5 مليارات دولار أميركي سنوياً من زيادة المحاصيل للمزارعين الصغار، فضلاً عن الفوائد المشتركة الكبيرة للأمن الغذائي والوصول إلى الطاقة."
إن تقليص فجوة الري باستخدام مضخات شمسية اقتصادية يُعزز إنتاج الغذاء ويُحسّن التغذية، مما يُسهم في تحقيق الهدف الثاني من أهداف التنمية المستدامة (القضاء على الجوع). علاوة على ذلك، يُمكن لفائض الكهرباء المُولّد من هذه الأنظمة تلبية احتياجات أخرى من الطاقة، بما يتماشى مع الهدف السابع من أهداف التنمية المستدامة (طاقة نظيفة وبأسعار معقولة). أضاف جياكومو فالشيتا.
ويسلط مؤلفو الدراسة الضوء على أهمية هائلة نماذج الأعمال وحوافز الاستثمار، وأسعار المحاصيل، وتكاليف الطاقة الشمسية والبطاريات في تحديد الجدوى الاقتصادية والربحية من الري بالطاقة الشمسية.
انظر أيضا: باحثون من جنوب أفريقيا يستخدمون الهيدروجين الأخضر لإنتاج غاز البترول المسال
"إن استخدام نموذج أعمال يوزع جميع النفقات الأولية يزيد من عدد أنظمة الري بالطاقة الشمسية القابلة للتنفيذ بأكثر من الضعف، مما يوفر إمكانات هائلة لتحقيق أهداف التنمية المستدامة في هذه العملية." ويوضح شونالي باتشوري، زعيم IIASA مجموعة أبحاث الحلول المؤسسية والاجتماعية التحويلية.
قام Shonali Pachauri بإضافة، من ناحية أخرى، تُسلّط الدراسة الضوء على أنه في غياب بنية تحتية فعّالة لإدارة موارد الأراضي والمياه وحوكمة راسخة، قد يُؤدي انتشار المضخات الشمسية على نطاق واسع إلى استغلال غير مستدام لمصادر المياه ويُقلّل من التدفقات البيئية. وبالتالي، يُعدّ الاستثمار في البنية التحتية، مثل خزانات إدارة المياه خلال التغيرات الموسمية، وتعزيز حوكمة موارد المياه، عاملين حاسمين لضمان استدامة انتشار المضخات الشمسية على نطاق واسع.
يوفر إطار العمل النموذجي الجديد والشامل مفتوح المصدر، إلى جانب التحليل، دعم قيم لكلا الطرفين يُسهم استدامة الري الشمسي في المزارع الصغيرة جنوب الصحراء الكبرى، إلى جانب هذا الإطار، في تحديد المناطق المجدية اقتصاديًا، وتحديد المكاسب الاقتصادية الصافية المحتملة من تطبيق أنظمة الري الشمسي بدقة. وبفضل هذا التحليل والأدلة القوية، من المرجح أن يزدهر الاستثمار في هذا القطاع.
مصدر الري بالطاقة الشمسية في أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى: الجدوى الاقتصادية وإمكانات التنمية
